双缝实验升级版:延时双缝实验,来感受一下意识在微观世界的恐怖

大家好,欢迎收看量子科普第91期,我是常常,今天和大家聊一聊关于恐怖的双缝实验升级版:延时双缝实验。

双缝实验升级版:延时双缝实验,来感受一下意识在微观世界的恐怖

了解量子力学的朋友想必一定听说过关于量子领域的两大实验,第一个就是十分烧脑的量子思想实验—薛定谔的猫,它说明了在微观世界中的粒子具有叠加态,第二个就是被评为二十世纪十大令人头皮发麻物理实验之首的双缝实验,它说明了微观粒子具有波粒二象性与不确定性,那么这个双缝实验为何能让实验的科学家都感到不可思议呢?双缝实验的升级版—延时双缝实验又是怎么回事呢?

双缝实验升级版:延时双缝实验,来感受一下意识在微观世界的恐怖

双缝实验简单来说就是:通过电子枪向前方的双缝墙一次一次的发射单电子,双缝墙的背后是电子探测器,可以记录单电子在通过双缝后的最终位置,实验进行之后,科学家惊奇的发现:由电子枪发射的单电子竟然可以同时通过两条缝隙(微观粒子的波粒二象性),并且在通过双缝后进行自我干涉,在后面的电子探测器上留下干涉图案,后来科学家在两条缝隙上分别装上了摄像头,想要观察一下单电子是如何同时通过两条缝隙的,但令人惊讶的是:只要科学家选择使用摄像头进行观察,单电子就呈现粒子性得通过一条缝隙,如果科学家关闭了摄像头,单电子就呈现波性质得同时通过两条缝隙并且进行自我干涉,仿佛电子有灵魂一般,它好像能感知到科学家是否进行了观察,然后跟科学家玩起了捉迷藏,双缝实验的结果一经公开,科学家立即炸开了锅。

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后来很多科学家提出:双缝实验反应的现象并没有什么恐怖的,只不过是摄像头的观察行为影响了脆弱的单电子运动而已,这种说法看似很有道理,于是科学家又进行了一项双缝实验的升级版。

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科学家为了避免观察行为对于单电子运动的影响,将实验对象电子替换成了光子,并且取消了双缝上安装的摄像头,选择在双缝墙与光子探测器的中间安装了摄像头,这样一来,摄像头只能观察到光子在通过双缝后的运动,并不影响光子在通过双缝前做出的选择,这样也就完全避免了观察行为对于光子运动的影响,但更令人不可思议的现象出现了。

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当科学家在双缝后开启摄像机时,单光子还是以粒子特征只能通过一条缝隙,但是当科学家在双缝后关闭摄像机、选择不观察时,单光子竟然奇迹般的以波性质通过两条缝隙,并且进行自我干涉,这意味着什么呢?意味着:当科学家没有观察电子的时候,电子就已经能感知到科学家之后将要进行的选择,在完全排除干扰的情况下,科学家在光子做出选择之后的行为,竟然能瞬间改变光子之前做出的选择!这是无法用正常逻辑解释的现象,因为它彻底违背了因、果关系,打乱了前、后顺序。

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可是科学家还是不甘心,于是科学家决定先把录像记录下来,但是在实验结束后选择不看,而是直接删除,那么单光子只是被观察了,但是并没有人的意识参与其中,大家猜一猜最终的结果会是什么呢?

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结果是光子探测器显示出现了干涉图案,也就是单光子是以波的形式同时通过的双缝,那就是说:即使光子被观察了,但如果没有人的意识参与其中,光子仍然不会改变自身状态。

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